第4章第2节种群数量变化

第4章第2节种群数量变化第一页，共76页。教材P65问题探讨第二页，共76页。教材P65问题探讨建构种群增长的数学模型第三页，共76页。教材P65问题探讨建构种群增长的数学模型时间/min20406080100120140160180细菌数量/个增长速度v个/20min2481632641282565124－2=24816326412825660050040030020010020406080100180时间第四页，共76页。教材P65问题探讨建构种群增长的数学模型时间/min20406080100120140160180细菌数量/个增长速度v个/20min2481632641282565124－2=24816326412825660050040030020010020406080100180时间增长速度越来越快第五页，共76页。教材P65问题探讨建构种群增长的数学模型时间/min20406080100120140160180细菌数量/个增长速度v个/20min2481632641282565124－2=24816326412825660050040030020010020406080100180时间增长速度越来越快Nt=N0×λt第六页，共76页。教材P65问题探讨建构种群增长的数学模型60050040030020010020406080100180时间增长速度越来越快Nt=N0×λt第七页，共76页。教材P65问题探讨建构种群增长的数学模型60050040030020010020406080100180时间增长速度越来越快Nt=N0×λt曲线图较数学方程式直观，但不够精确。横坐标是自变量，纵坐标是因变量，注意标明单位。第八页，共76页。一建构种群增长模型的方法第九页，共76页。一建构种群增长模型的方法1.数学模型：第十页，共76页。一建构种群增长模型的方法1.数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式第十一页，共76页。一建构种群增长模型的方法1.数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式2.数学模型的表现形式：第十二页，共76页。一建构种群增长模型的方法1.数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式2.数学模型的表现形式：数学方程式和曲线图第十三页，共76页。一建构种群增长模型的方法1.数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式2.数学模型的表现形式：数学方程式和曲线图3.建构数学模型的意义：第十四页，共76页。一建构种群增长模型的方法1.数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式2.数学模型的表现形式：数学方程式和曲线图3.建构数学模型的意义：描述、解释和预测种群数量的变化第十五页，共76页。一建构种群增长模型的方法1.数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形式2.数学模型的表现形式：数学方程式和曲线图3.建构数学模型的意义：描述、解释和预测种群数量的变化4.数学模型建构的步骤第十六页，共76页。一建构种群增长模型的方法4.数学模型建构的步骤细菌每20min分裂一次在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响Nn=2n

N代表细菌数量n表示第几代观察、统计细菌数量，对所建立的模型进行检验或修正观察研究对象，提出问题提出合理的假设根据实验数据，用适当的数学形式对事物性质进行表达通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正第十七页，共76页。一建构种群增长模型的方法二种群增长的“J”型曲线实例1澳大利亚本来并没有兔子。1859年，24只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的数量达到6亿只以上，遍布整个大陆。第十八页，共76页。一建构种群增长模型的方法二种群增长的“J”型曲线实例1思考：澳大利亚野兔能指数增长的特殊原因是什么呢？第十九页，共76页。一建构种群增长模型的方法二种群增长的“J”型曲线实例1思考：澳大利亚野兔能指数增长的特殊原因是什么呢？①没有天敌②充足的食物③广阔的生活空间第二十页，共76页。二种群增长的“J”型曲线实例220世纪30年代，人们将环颈雉引入美国华盛顿州的一个海岛。1937—1942年间数量增长：第二十一页，共76页。二种群增长的“J”型曲线实例3第二十二页，共76页。二种群增长的“J”型曲线“J”型增长的数学模型：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群的数量以一定的倍数增长，如果第一年数量为N0,第二年的数量是第一年的λ倍，则t年以后的种群数量公式为：Nt=N0×λt第二十三页，共76页。二种群增长的“J”型曲线①产生条件：第二十四页，共76页。二种群增长的“J”型曲线①产生条件：理想状态：食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；第二十五页，共76页。二种群增长的“J”型曲线①产生条件：理想状态：食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；②增长特点：第二十六页，共76页。二种群增长的“J”型曲线①产生条件：理想状态：食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；②增长特点：种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍．第二十七页，共76页。二种群增长的“J”型曲线①产生条件：②增长特点：种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍．③量的计算：第二十八页，共76页。二种群增长的“J”型曲线①产生条件：②增长特点：种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍．③量的计算：t年后种群的数量为：第二十九页，共76页。二种群增长的“J”型曲线①产生条件：②增长特点：种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍．③量的计算：t年后种群的数量为：Nt=N0λt

第三十页，共76页。二种群增长的“J”型曲线①产生条件：②增长特点：种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍．③量的计算：t年后种群的数量为：Nt=N0λt

N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ为年均增长率。第三十一页，共76页。第三十二页，共76页。二种群增长的“J”型曲线三种群增长的“S”型曲线高斯实验：生态学家曾经做过这样的实验：在0.5mL培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h统计一次大草履虫数量。经过反复实验，得出了如上图所示结果。从上图可以看出，大草履虫在这个实验环境条件下的最大种群数量是375个，这就是该实验种群的K值。第三十三页，共76页。三种群增长的“S”型曲线⑴问题探讨：①S型曲线：种群经过一定时间增长后，数量________曲线。②该实验中在第______天时增长率最快。③环境容纳量（又称____）：在环境条件_________的情况下，一定空间中所能维持的种群的最大的数量称为环境容纳量第三十四页，共76页。三种群增长的“S”型曲线⑴问题探讨：①S型曲线：种群经过一定时间增长后，数量________曲线。趋于稳定②该实验中在第______天时增长率最快。③环境容纳量（又称____）：在环境条件_________的情况下，一定空间中所能维持的种群的最大的数量称为环境容纳量第三十五页，共76页。三种群增长的“S”型曲线⑴问题探讨：①S型曲线：种群经过一定时间增长后，数量________曲线。趋于稳定②该实验中在第______天时增长率最快。2、3③环境容纳量（又称____）：在环境条件_________的情况下，一定空间中所能维持的种群的最大的数量称为环境容纳量第三十六页，共76页。三种群增长的“S”型曲线⑴问题探讨：①S型曲线：种群经过一定时间增长后，数量________曲线。趋于稳定②该实验中在第______天时增长率最快。2、3③环境容纳量（又称____）：在环境条件_________的情况下，一定空间中所能维持的种群的最大的数量称为环境容纳量K/2第三十七页，共76页。三种群增长的“S”型曲线⑴问题探讨：①S型曲线：种群经过一定时间增长后，数量________曲线。趋于稳定②该实验中在第______天时增长率最快。2、3③环境容纳量（又称____）：在环境条件_________的情况下，一定空间中所能维持的种群的最大的数量称为环境容纳量K值第三十八页，共76页。三种群增长的“S”型曲线⑴问题探讨：①S型曲线：种群经过一定时间增长后，数量________曲线。趋于稳定②该实验中在第______天时增长率最快。2、3③环境容纳量（又称____）：在环境条件_________的情况下，一定空间中所能维持的种群的最大的数量称为环境容纳量K值不受到破坏第三十九页，共76页。三种群增长的“S”型曲线12345670100200300400K值：环境容纳量时间/天酵母数第四十页，共76页。三种群增长的“S”型曲线12345670100200300400K值：环境容纳量时间/天酵母数第四十一页，共76页。三种群增长的“S”型曲线12345670100200300400K值：环境容纳量时间/天酵母数第四十二页，共76页。三种群增长的“S”型曲线12345670100200300400K值：环境容纳量环境阻力时间/天酵母数第四十三页，共76页。三种群增长的“S”型曲线12345670100200300400K值：环境容纳量环境阻力时间/天酵母数食物不足空间有限种内斗争天敌捕食气候不适寄生虫传染病等第四十四页，共76页。三种群增长的“S”型曲线⑵种群S型增长到K值后不再继续增加的原因：内因是：外因是：第四十五页，共76页。三种群增长的“S”型曲线⑵种群S型增长到K值后不再继续增加的原因：内因是：种群出生率和死亡率、迁入和迁出率相等外因是：第四十六页，共76页。三种群增长的“S”型曲线⑵种群S型增长到K值后不再继续增加的原因：内因是：种群出生率和死亡率、迁入和迁出率相等外因是：自然界的资源和空间是有限的第四十七页，共76页。三种群增长的“S”型曲线①产生条件：存在环境阻力：第四十八页，共76页。三种群增长的“S”型曲线①产生条件：存在环境阻力：自然条件（现实状态）：食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群出生率降低，死亡率增高。第四十九页，共76页。三种群增长的“S”型曲线①产生条件：存在环境阻力：自然条件（现实状态）：食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群出生率降低，死亡率增高。②增长特点：第五十页，共76页。三种群增长的“S”型曲线①产生条件：存在环境阻力：自然条件（现实状态）：食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群出生率降低，死亡率增高。②增长特点：种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后将停止增长并在K值左右保持相对稳定。第五十一页，共76页。三种群增长的“S”型曲线①产生条件：存在环境阻力：自然条件（现实状态）：食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群出生率降低，死亡率增高。②增长特点：种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后将停止增长并在K值左右保持相对稳定。当出生率与死亡率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平．第五十二页，共76页。种群增长的“J”型曲线种群增长的“S”型曲线在食物（养料）和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下，种群的数量往往会连续快速增长.在食物（养料）和空间等有限的条件下，种群数量呈现S型增长趋势.第五十三页，共76页。种群增长的“J”型曲线种群增长的“S”型曲线K/2第五十四页，共76页。种群增长的“J”型曲线种群增长的“S”型曲线Nt=N0×λtN0该种群的起始数量λ种群数量是一年前的倍数K值环境容纳量k/2处种群增长速度最快第五十五页，共76页。在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？时间总数量种群数量在时间过程中的动态（仿Clarke，1954）第五十六页，共76页。在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？时间总数量增长种群数量在时间过程中的动态（仿Clarke，1954）第五十七页，共76页。在现实的生态系统中，种群数量除增长外，还有没有其他变化？时间总数量增长周期性波动不规则波动平衡水平衰落灭亡种群数量在时间过程中的动态（仿Clarke，1954）第五十八页，共76页。有害生物的控制家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷吃粮食，传播疾病危害极大，应采取哪些措施控制家鼠数量？第五十九页，共76页。有害生物的控制机械捕杀药物捕杀施用避孕药施用激素打扫卫生硬化地面养殖或释放天敌将食物储存在安全处第六十页，共76页。有害生物的控制机械捕杀药物捕杀施用避孕药施用激素打扫卫生硬化地面养殖或释放天敌将食物储存在安全处第六十一页，共76页。有害生物的控制哪种措施较能从实质上解决问题?1.减少数量：机械捕杀、药物捕杀2.增大环境阻力降低环境容纳量：养殖或释放天敌、打扫卫生、硬化地面、将食物储存在安全处3.降低繁殖率等第六十二页，共76页。有害生物的控制哪种措施较能从实质上解决问题?1.减少数量：机械捕杀、药物捕杀2.增大环境阻力降低环境容纳量：养殖或释放天敌、打扫卫生、硬化地面、将食物储存在安全处3.降低繁殖率等第六十三页，共76页。有害生物的控制2.增大环境阻力降低环境容纳量时间种群数量J型K值环境阻力第六十四页，共76页。课堂讨论A.大熊猫食性单一、繁殖率低、生活在海拔较高的山岭里，活动范围需求广。试分析大熊猫数量日益减少的原因?你能提出保护大熊猫措施吗？第六十五页，共76页。课堂讨论试分析大熊猫数量日益减少的原因?第六十六页，共76页。课堂讨论保